Модификация поверхности технического углерода и её влияние на технологические и физико-механические свойства резин (1090786), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Возможно, это связано с присутствием в составе связующего агента атомов серы.Таблица 9Вулканизационные характеристики резиновых смесей на основе каучука SESLR-4400 с модифицированным техническим углеродом и связующим агентом Struktol SCA 98 (аналог Si-69).НаполнительНаименоИсход- Модиф. ТУ Мод.ТУ КанальныйКанальвание поныйс силаТУный ТУ сказателяТУномсиланомML, dN·мts, минMH, dN·мt90, минV, мин-187,547255,7t5, минt35, мин4146Реометр Монсанто, 150°С7667,55,584749392633255,43,65,8Вязкозиметр Муни, 120°С47345153515976,543333,73359Для вулканизатов со связующим агентом характерно некоторое увеличение модулей, небольшое снижение прочности, уменьшение относительногоудлинения, снижение количества циклов при испытании на изгиб с проколом, увеличение сопротивления истиранию, по отношению к исходным смесям (с модифицированным техуглеродом и канальным техуглеродом) (табл.10).Так же можно отметить некоторое увеличение сопротивления раздиру вслучае канального технического углерода со связующим агентом по отношению к исходной смеси (с канальным техуглеродом) (табл.
10). Удельное объёмное электрическое сопротивление для канального технического углеродапрактически не меняется, а для модифицированного технического углеродасо связующим агентом данный показатель возрастает по отношению к смесис модифицированным техуглеродом без связующего агента.Относительный гистерезис в вулканизатах со связующим агентомуменьшается (табл. 10), как для канального, так и для модифицированноготехуглерода. Однако, в случае с последним, относительный гистерезис снижается до уровня вулканизата с исходным техническим углеродом. Результаты данного опыта свидетельствуют несколько ином взаимодействии связую17www.mitht.ru/e-libraryщего агента с модифицированным техническим углеродом, чем с исходнымтехническим углеродом (табл.
10, 11).Таблица 10Результаты испытаний вулканизатов с модифицированным техническим углеродом и связующим агентом (на основе каучука SE SLR-4400, температурапри смешении 150°С).НаполнительНаименова- ИсходМодиф. Модиф.ТУ КанальКанальние показаныйТУс силаномный ТУный ТУ стеляТУсиланомТвёрдостьпоШору,усл.ед.Эластичностьпоупругомуотскоку,20°С, %Эластичностьпоупругомуотскоку,100°С, %Напряжениеприудлинении100%, МПаНапряжениеприудлинении200%, МПаНапряжениеприудлинении300%, МПаУсловнаяпрочностьпри растяжении, МПа6868695959302831404048455058593,93,34,32,62,912,49,311,37,99,3-17,4---18,920,218,115,912,518www.mitht.ru/e-libraryНаименование показателяОтносительноеудлинениепри разрыве, %Сопротивление раздиру, кН/мИзгибспроколом,кол-во циклов.Истираемость,м3/ТДжУдельноеобъёмноесопротивление, Ом·мОтносительныйгистерезис,%Стандартное отклонение дляпоказателяотн.
гистерезисаНаполнительМодиф.ТУ Канальс силаномный ТУИсходныйТУМодиф.ТУ26034128429623438,045,743,030,137,05400540027006480032400106,5112,873,765,558,57,02,412,76,2·10105,9·101012,717,012,86,75,30,70,40,80,30,2Канальный ТУ ссиланомВ целом, при использовании связующего агента с исходным (не модифицированным) техническим углеродом были получены несколько схожие данные, что и с модифицированным техуглеродом: увеличение модулей, близкиезначения прочности, уменьшение относительных удлинений.
Однако показатель относительного гистерезиса в случае применения связующего агента сисходным техническим углеродом увеличивается (табл. 11), а с модифицированным техническим углеродом – уменьшается (табл. 10), что указывает на19www.mitht.ru/e-libraryразличие в механизмах действия связующего агента в случае модифицированного и исходного технического углерода. Возможно, связующий агент ввулканизатах с исходным техническим углеродом действует за счёт изменения параметров вулканизационной сетки, некоторого изменения степенидиспергирования технического углерода.
В вулканизатах с модифицированным техническим углеродом и с канальным техническим углеродом, помимоуказанных процессов, связующий агент, скорее всего, оказывает влияние насвойства эластомерной матрицы с ограниченной подвижностью вблизи поверхности наполнителя, изменяя баланс химических/физических связей наполнитель-эластомерная матрица. Косвенно об этом говорит равное значениеотносительного гистерезиса для резин с исходным и модифицированнымтехническим углеродом со связующим агентом при различных значенияхудельного объёмного электрического сопротивления (табл. 10).Таблица 11Результаты испытаний вулканизатов с исходным техническим углеродом исвязующим агентом (на основе каучука SE SLR-4601, температура при смешении 150°С).НаполнительНаименование показаИсходный ТУИсходный ТУ со святелязующим агентомТвёрдость, усл.
ед6163Эластичность по уп1214ругому отскоку,20°С, %Эластичность по уп6262ругомуотскоку100°С,%Напряжение при уд15,118,09линении 300%, МПаУсловная прочность19,0321,2при растяжении, МПаОтносительное удли339,2311,2нение при разрыве, %Сопротивление разди32,835ру, кН/мОтносительный гисте11,8313,2резис, %Стандартное отклоне0,40,1ние для показателяотн. гистерезиса20www.mitht.ru/e-libraryВЫВОДЫ1. Проведено исследование по модификации поверхности печного технического углерода низкомолекулярными органическими соединениями и показано, что направленное изменение химии поверхности технического углеродаоказывает влияние на его взаимодействие с эластомерной матрицей, что создаёт дополнительную возможность для регулирования технологических, физико-механических и эксплуатационных свойств эластомерных материалов.2. Разработаны и предложены два метода модификации технического углерода (НИИШП и МИТХТ), независимо обеспечивающие эффект модификации, что свидетельствует о воспроизводимости и достаточной стабильности протекающих физико-химических процессов на поверхности технического углерода.3.
В ходе процесса модификации технического углерода происходит изменение химии его поверхности, что подтверждается физико-химическимиметодами исследования: ТГА, ДСК, методом определения относительнойтермодесорбции, измерением рН водной суспензии и др.4. На примере соединения лапрамол 294 показано существенное различиев технологических и физико-механических свойствах вулканизатов, в зависимости от способа его использования: в качестве модификатора технического углерода или путём введения в смесь в качестве самостоятельного ингредиента, что также подтверждает изменение состояния химии поверхноститехнического углерода на стадии модификации.5. При введении связующего агента (силана) в смесь с модифицированным техническим углеродом происходит взаимодействие связующего агентас этим наполнителем. Это обеспечивает снижение уровня гистерезисных потерь вулканизатов, по сравнению с вулканизатами с модифицированным техническим углеродом без силана.
Показано отличие в действии связующегоагента в сочетании с исходным и модифицированным техническим углеродом, что проявляется в различном изменении показателей относительногогистерезиса по сравнению с исходными образцами.6. Показано, что только в результате термообработки на стадии модификации происходит изменение химии поверхности наполнителя, о чём свидетельствует различие в данных по технологическим и физико-механическимсвойствам для резин с модифицированным техническим углеродом и техническим углеродом с нанесённым на поверхность модификатором, но без термообработки.7.
Показано, что в ходе процесса модификации может быть получен технический углерод по свойствам приближенный к канальному техническомууглероду.21www.mitht.ru/e-libraryАвтор выражает глубокую благодарность, искреннюю признательностьза предоставленную возможность в проведении эксперимента и сотрудничество д.х.н., проф. Попову А.А., д.т.н., проф. Яновскому Ю.Г., к.ф.-м.н., доц.Гамлицкому Ю.А., к.т.н., в.н.с. Швачич М.В., к.ф.-м.н., зав. лаб. МолчановуС.П., к.т.н., с.н.с.
Эстрину Р.И.Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:1. Корнев Ю.В., Басс Ю.П., Гамлицкий Ю.А. Современные представления оструктуре активных наполнителей и ее влиянии на свойства эластомерного нанокомпозита // Сборник докладов четырнадцатого симпозиумаПроблемы шин и резинокордных композитов, Том 1, 2003, С. 230 – 244.2. Корнев Ю.В., Басс Ю.П., Гамлицкий Ю.А. Современные представления оструктуре активных наполнителей и ее роли в усилении эластомеров //Учёные записки МИТХТ, выпуск 10, 2004, С.
49-59.3. Корнев Ю.В., Лыкин А.С., Швачич М.В., Гамлицкий Ю.А. Управлениеэнергетикой поверхности технического углерода с помощью модификации // Тезисы докладов международной конференции по каучуку и резине, М., 2004, С. 125.4. Корнев Ю.В., Лыкин А.С., Швачич М.В., Гамлицкий Ю.А. Влияние модификации поверхности технического углерода на свойства модельныхрезин // Сборник докладов пятнадцатого симпозиума Проблемы шин ирезинокордных композитов, Том 1, 2004, С.196 – 208.5. Буканов А. М., Гамлицкий Ю.А., Корнев Ю.В., Лыкин А.С., ШвачичМ.В. Влияние энергии поверхности активного наполнителя на свойстварезин // Институт механики сплошных сред, Сборник тезисов докладов14-ой Зимней Школы по Механике Сплошных Сред 2005., С. 45.6.
Корнев Ю.В., Лыкин А.С., Швачич М.В., Гамлицкий Ю.А., Буканов А.М.Влияние модификации технического углерода гидроксил-содержащимиолигомерами на свойства эластомера // Учёные записки МИТХТ, Тезисыдокладов 1-ой научно-технической конференции молодых учёных “Наукоемкие химические технологии”, МИТХТ им. Ломоносова, 2005, Том 2,стр. 54-56.7. Гамлицкий Ю.А., Корнев Ю.В., Жогин В.А., Швачич М.В., Буканов А.М.Современные представления о механизме усиления и методы исследования // Тезисы докладов XI международной научно-практической конференции “Резиновая промышленность: сырьё, материалы, технологии”, 1620 мая 2005г., стр. 141-144.8. Жогин В.А., Валиев Х.Х., Корнев Ю.В., Карнет Ю.Н., Тимашев Р.Р.,Гамлицкий Ю.А., Яновский Ю.Г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
